SU305856A1 - Система автоматического управления распределением воды между поливными участками - Google Patents

Description

Устройство относитс  к ирригации, а именно к автоматизированным внутрихоз йственным оросительным системам. Оно может найти применение дл  распределени  воды на севооборотном участке.

Известные системы автоматического управлени  обслуживают микроучастки по циклической программе. Норма полива определ етс  заранее и регул рно измен етс  в течение вегетационного периода. Одновременно обслуживаетс  посто нное число объектов - микроучастков (как правило, один). Включение системы в работу производитс  датчиком влажности почвы или по истечении времени.

Недостатками таких систем  вл ютс :

1.Малоэффективное использование поливной воды из-за того, что при жесткой программе системы не удовлетвор ют реальные запросы на полив участков во времени.

2.Отсутствие регулировани  числа обслуживаемых участков при изменении внутрихоз йственного водовыпуска.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков.

В предложенной системе более эффективно используетс  поливна  вода благодар  тому, что в систему введены устройство последовательной записи кодов участков по времени их поступлени  в  чейки пам ти и устройство

циклического последовательного обхода  чеек пам ти с записанными в них кодами участков дл  подключени   чеек к устройству выдачи поливных норм и ко входу дешифратора.

С выхода дешифратора сигнал поступает на исполнительные органы подачи воды на поливные участки и к устройству контрол  выдачи поливной нормы, выходы которого св заны с блоком счетчиков.

На фиг. 1 и 2 изображены блок-схемы устройства; на фиг. 3 - устройство выдачи поливной нормы.

Система состоит из:

блока /-устройства записи сигналов-требований (кодов участков) в  чейки пам ти в пор дке поступлени , содержащего п входных шин, преобразователь (формы сигнала), шифратор n/k. Л, групп по k  чеек разрешени  записи Из (), fii  чеек пам ти (регистров),

схемы циклической последовательной записи (ЦПОЗ);

блока 2 - устройства циклического последе вательного обхода  чеек пам ти с записанными в них кодами участков, содержащего Л)

групп по k  чеек разрешени  обслуживани  HO, схему циклического последовательного обхода  чеек пам ти (ЦПОО), дешифратор;

блока 3 выдачи кодов поливной нормы (БВН), содержащего источник света (С), бобины с носителем информации (i и 2), фотодиодные считывающие устройства ФСУ и ФСУг, двигатели Д и Дг прот жки и перемотки носител , реле Р запуска двигателей,  чейки совпадени  («И и «Иг.), регистр записи кода участка (адрес), реле времени дл  отключени  двигателей и источника света (РВ), k входных шин дл  подачи кода поливного участка, поставленного на обслуживание, и одну входную шину дл  запуска двигателей;

блока 4 счетчиков, содержагцего регистры дл  записи кодов поливных норм участков, поставленных на обслуживание, и реверсивные счетчики (PC) контрол  израсходованной на полив воды;

блока 5 сравнени  кодов поливных норм и израсходованных на полив стоков воды;

реверсивного блока (РИЧ) 6;

цепи 7 обратной св зи (ЦОС);

полевых датчиков (ЯД) 8;

расходомера 9 внутрихоз йственного водовыпуска;

счетчиков 10 стока (СС) воды на поливные участки и на сброс;

исполнительных органов (ИО) 11.

В исходном состо нии, во-первых, на носители информации в блоке 3 быть предварительно записаны коды поливных участков и поливных норм на 1-й полив; во-вторых , в блоке 6 должна быть открыта  чейка,

номер которой равен- +1 (Qc - число поЧп

ливных токов п транзита воды), если дл  обслуживани  поливного массива используетс  часть подаваемого расхода Qp-Qc. Если используетс  весь расход Qp, то открыта 1-   чейка блока 6 (Qc 0), в-третьих, в блоках 1, и 2 в схемах ЦПОЗ и ЦПОО должны быть открыты  чейки одного номера (чтобы пор док обслуживани  участков соответствовал пор дку поступлени  требований). Номер при этом может быть любым, так как запись и обслуживание производ тс  циклически. Будем условно считать, что должны быть открыты первые  чейки схем ЦПОЗ и ЦПОО.

Процесс функционировани  системы следующий . Отдельные блоки ее работают в режиме автосинхронизации, поэтому процесс функционировани  системы разбиваетс  на р д автономных процессов (см. фиг. 2).

Запись сигналов-требований.

Если необходимо полить какой-либо участок, например г-й, fe{l, 2, ..., /г), соответствующий полевой датчик ЯДг посылаег сигнал-требование , который по каналу св зи поступает на преобразователь (формы сигнала), с выхода преобразовател  - на шифратор, с выхода шифратора на п групп по k  чеек разрешени  записи Яз. В каждый момент может быть открыта только одна группа Из сигналом от соответствующей открытой  чейки схемы ЦПОЗ. в схеме ЦПОЗ в каждый момент может быть открыта также лишь одна  чейка (в начальный момент - перва ).

Поступивший из шифратора сигнал проходит через открытую группу Из в соответствующий регистр, например /-и,;е{1, 2, ..., . Число  чеек пам ти (регистров), групп  чеек разрешени  Из и  чеек схемы ЦПОЗ равно п.

Образующийс  при записи кода участка в /-Й регистр импульс поступает на вход «2 схемы ЦПОЗ, при этом закрываетс  ее /-   чейка и открываетс  (/+1)- . Следующий по времени сигнал-требование, поступивший от ЯД (gefl, 2,..., п ) апалогичным образом записываетс  через открытую (/-ь1)-ю группу Из в (/+1)-й регистр и т. д. последовательно

по циклу 1, 2, ..., «1, 1, 2,...

Оперативна  запись поливных норм

Периодически диспетчером хоз йства или ЭВМ при комплексной автоматизации оросительных систем производитс  контроль числа и кодов сто щих в очереди поливных участков , расчет с учетом р да факторов (например , долго-и краткосрочных гидро- и метеопрогнозов , прогнозов водообеспеченности источника и т. п.) необходимых им поливных норм и запись их на носитель информации в блоке 3.

Начало обслуживани 

Поскольку в исходном состо нии открыта 1-   чейка ЦПОО, записанный в 1-й регистр код участка через открытую 1-ю группу  чеек разрешени  обслуживани  Яо поступает одновременно на входы БВН и дешифратора, с выхода которого через соответствующую  чейку пам ти Я сигнал поступает на свой исполнительный орган (систему электрифицированных щитов, затворов, вентилей и т. п., разрешающих подачу воды на соответствующий поливной участок). По окончании обслуживани  этого поливного участка блок сравнени  5 выдает импульс, поступающий на вход «2 блока 6 (см. фиг. 2 и 6).

Если в этот момент была открыта 1-   чейка блока 6, то на выходе блока по вл етс  импульс, поступающий на вход «2 схемы ЦПОО; при этом закрываетс  1-   чейка схемы и открываетс  2-  и, соответственно, 2- 

группа  чеек разрещени  обслуживани  Яо. Код участка, записанный во 2-й регистр, поступает на входы БВН и дешифратора.

Импульсом, образующимс  при открытии 2-й  чейки схемы ЦПОО, возвращаетс  в исходное состо ние 1-й регистр и т. д.

Если в момент поступлени  импульса об окончании обслуживани  некоторого участка была открыта s-   чейка блока 6, то открываетс  следующа   чейка, на единицу меньша 

по номеру (s-1)- , а s-  закрываетс  и т.д.

Выдача поливной нормы

Код участка, записанный в соответствующий регистр, с выхода соответствующей группы Яд,

одновременно поступает на вход дешифратора и на /г входов БВН (см. фиг. 7), где записываетс  в регистр записи кода участка (адрес). Сигнал с выхода дешифратора поступает одновременно на исполнительный орган // и на (й-)-1)-й вход БВН. При этом от сигнала на (fe + l)-M входе срабатывает реле запуска двигателей , включающее двигатели Д и Д к источник света С. Двигатели прот гивают носитель информации над ФСУ и ФСУг. ФСУ просматривает коды поливных участков, записанных на носителе информации, а ФСУ - соответствуюш ,ие поливные нормы.

При обнаружении ФСУ требуемого кода устройство совпадени  Я выдает сигнал разрешени  считывани  кода поливной нормы с ФСУ. Через  чейки совпадени  И код поливной нормы записываетс  в регистр в блоке 4 счетчиков, с выхода которого поступают сигналы в блок 5 сравнени .

Одновременно с выхода  чеек совпадени  И2 импульсный сигнал поступает на реле Р запуска двигателей дл  перемотки носител  информации в исходное состо ние и на реле времени РВ дл  отключени  двигателей и источника света по истечении заданной выдержки.

Блок БВН вернетс  в исходное состо ние.

Окончание обслуживани 

На каждом поливном участке имеютс  счетчик W стока воды ца участок и счетчик сброса , выходы которых соединены со входами реверсивного счетчика, учитывающего количество воды, затраченной на полив.

Показани  реверсивного счетчика сравниваютс  в блоке сравнени  5 с кодом поливной нормы, записанным в соответствующем регистре блока счетчиков 4. При совпадении показаний блоком 5 выдаетс  импульс окончани  обслуживани , поступающий на вход «2 блока 6 (далее процесс протекает так же, как и при начале обслуживани ).

Изменеиие числа одновременно обслуживаемых участков

Внутрихоз йственна  система снабжена расходомером 9, в соответствии с показани ми которого, измеренными в поливных токах, вручную или автоматически подаютс  сигналы приращени  на входы блока 6. При этом на вход «2 подаютс  сигналы положительного приращени  (и сигналы смены обслул иваемых участков по окончании обслуживани  каждого из них), на вход «3 - сигналы отрицательного приращени .

Рассмотрим случай, когда обслуживание некоторого поливного массива производитс  излишками транзита воды Qc при водозаборе QP и поливном токе с/пВ начальный момент была открыта ( -) +

 чейка блока 6. Как только водовыпуск

начнет работать, во внутрихоз йственном распределителе по вл етс  некоторый расход Q(t), который постепенно возрастает до заданного Qp. При возрастании расхода Q(t) на каждое значение тока п подаетс  импульс положительного приращени  на вход «2 блока 6. С приходом каждого импульса на этот вход номер открытой  чейки блока уменьшаетс  на единицу до тех пор, пока не откроетс 

1-   чейка блока 6.

Обслуживание участков начинаетс  с открытием 1-и  чейки (дл  этого достаточно соединить выход элемента пам ти 1-й  чейки со входами групп  чеек разрещени  обслуживани 

Ио). Если же весь расход внутрихоз йственного водовыпуска используетс  дл  полива данного поливного массива, т. е. , то в начальный момент открыта перва   чейка блока 6 и обслул ИБание участков можно начинать с момента по влени  воды во внутрихоз йственном распределителе.

При дальнейшем увеличении расхода на внутрихоз йственном водовыпуске на вход «2 блока 6 продолжают поступать ИМПУЛЬСЫ.

Каждый из них вызывает по вление импульса

на выходе блока 6, открытие очередной  чейки

схемы ЦПОО и постановку на обслуживание

еще одного участка.

При уменьщении водозабора ИМПУЛЬСЫ от

рицательного приращени  подаютс  на вход «3 блока 6. Каждый из них вызывает открытие следующей  чейки в пор дке возрастани  номеров. По окончании обсл живани  некоторого участка поступающий на вход «2 имПУЛЬС вызывает открытие следуюшеи  чейки в

сторону уменьшени  номеров. Поскольку 1 -   чейка закрыта, другой участок на обслуживание не становитс . Обшее число одновременно обслуживаемых участков уменьшаетс ,

причем уменьшаетс  таким образом, что участки , уже ставшие на обслуживание, обслуживаютс  до конца, и липть после этого измен етс  их число, что необходимо по технологии полива.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1. Система автоматического управлени  распределением воды между поливными участками , содержаща  полевые датчики, имеюшие св зь с устройствами дл  выдачи кода поливной нормы, отличающа с  тем, что, с целью более эффективного использовани  поливной воды, в особенности при ограниченной

пропускной способности внутрихоз йственного водовыпуска, а также при возникновении дефицита воды в оросительной системе, она снабжена устройством последовательной записи кодов участков от преобразовател  сигналов полевых датчиков по времени их поступлени  в  чейки пам ти и устройством циклического последовательного обхода  чеек пам ти с записанными в них кодами участков дл  подключени   чеек к устройству выдачи кода поливных норм и ко входу дешифратора, с выхода которого сигнал поступает на исполнительные органы подачи воды на поливные участки и к устройству контрол  выдачи поливной нормы, выходы которого св заны с блоком счетчиков.

2. Система по п. 1, отличающа с  тем, что дл  более эффективного и автоматического учета и использовани  расхода воды, она снабжена расходомером и реверсивным блоком изменени  числа одновременно обслуживаемых участков, причем на один из входов реверсивного блока подаютс  импульсы об окончании обслуживани  участков, а также вручную или автоматически от расходомера импульсы положительного приращени  расхода в поливных токах относительно некоторого транзитного расхода, а на второй-аналогичным образом импульсы отрицательного прирапдени , а выход реверсивного блока соединен со входом устройства дл  циклического последовательного обхода  чеек пам ти с записанными в них кодами участков,

От деши/рратдра